Астрофизики из международной коллаборации Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий) продемонстрировали первое в истории изображение тени черной дыры.
Этот объект массой в 6,5 миллиардов раз больше массы Солнца находится в центре галактики М87 в созвездии Девы на расстоянии более 50 миллионов световых лет от Солнечной системы. Об открытии было объявлено в ходе специальной пресс-конференции в Вашингтоне, организованной при участии Национального научного фонда США. Результат описан в шести научных статьях, которые опубликованы в специальном выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters.
Чёрная дыра – сверхмассивный астрономический объект, гравитационное притяжение которого столь велико, что его не могут преодолеть даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе и кванты самого света. Возможность существования чёрных дыр следует из Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, эти объекты были впервые теоретически описаны более 100 лет назад. С тех пор получено множество косвенных доказательств того, что чёрные дыры действительно распространены во Вселенной. Одно из них – произведенная экспериментом LIGO в 2015 году фиксация гравитационных волн, вызванных, как считается, слиянием двух чёрных дыр.
Непосредственно наблюдать чёрные дыры раньше не удавалось, основные причины – они находятся очень далеко и имеют относительно небольшие размеры. В итоге угловой размер чёрной дыры может составлять несколько десятков микросекунд и даже меньше (одна микросекунда примерно соответствует угловому размеру типографской точки на Луне, которую наблюдают с Земли). Наблюдениям сильно мешают облака газа, пыль и другие объекты, рассеивающие радиоизлучение.
Открытие EHT стало возможно благодаря использованию восьми синхронно работающих радиотелескопов, объединенных в единую сеть, так называемый радиоинтерферометр. Этот подход позволяет вести наблюдения практически с таким же угловым разрешением, которое дал бы телескоп с диаметром зеркала, равным максимальному расстоянию между антеннами, составляющими радиоинтерферометр. В случае EHT эта база была близка к диаметру Земли, а угловое разрешение системы – порядка 20 микросекунд. Это позволило физикам получить изображение раскаленного газа, падающего на чёрную дыру – кольцевой структуры с темным пятном в середине.
Радиоинтерферометр с крупнейшей базой в мире – российский проект "Радиоастрон", один из телескопов которого находится на спутнике. Его угловое разрешение – 7 микросекунд – в три раза выше, чем у EHT. Одной из задач "Радиоастрона" также было получение изображения чёрных дыр, она не была выполнена из-за того, что радиоволны в сантиметровом диапазоне, с которым работал "Радиоастрон", сильнее рассеиваются, чем волны миллиметрового спектра, которые принимают телескопы EHT. В начале 2019 года с космическим телескопом "Радиоастрона" была потеряна связь, решение о судьбе проекта будет принято в мае-июне. В дальнейшем российские астрофизики планируют запуск нового спутника "Миллиметрон" на еще более далекую орбиту, что позволит одновременно увеличить угловое разрешение и использовать для наблюдений миллиметровые волны.